“多肽”，这个常出现在药品或者美妆品上的名词，即便对于普通人来说也并不陌生。“多肽”是由氨基酸通过肽键连接而成的聚合物，是生命体的基本组成部分。仿生矿化，则是模拟自然界中生物的矿化过程，如骨骼、牙齿、贝壳等的形成，利用生物分子在温和条件下合成无机矿物。

丁二烯是产量最大的化工产品之一，其生产过程中需要耗费大量的能量和有机溶剂对成分复杂的C4烃类混合物进行蒸馏分离。利用多孔材料进行吸附分离是一种潜在的高效分离提纯方法，但分子较小、极性较大的丁二烯容易被吸附，在脱附过程中不但容易被残留的其它C4烃类污染，而且容易受热聚合。我们前期已经发现可以利用合理设计的超微孔亲水多孔材料对C2烃类实现反常的极性选择。针对丁二烯分子柔性显著小于其它链状C4烃类的特点，我们希望能进一步通过特殊的孔道形状控制这些柔性客体分子的构型，利用构型变化的能量差获得反常的吸附选择性和最优的C4烃类吸附分离顺序。形状尺寸合适的离散孔洞最有利于控制柔性客体分子的构型和并反转吸附选择性，而连续的孔道对客体分子的吸附扩散又是必须的。通过模拟计算,发现具有准离散孔洞的柔性多孔材料MAF-23在两种要求中取得平衡，实现了反常而且最优的C4烃类混合物吸附分离顺序。常温常压下将丁二烯、丁烯、异丁烯和丁烷混合物通过MAF-23填充的固定床吸附装置后，吸附最弱的丁二烯最先流出而且纯度很容易达到99.9%，同时可避免常规纯化方法中因加热而产生的丁二烯自聚问题。

现阶段所设计的存算一体器件单元结构如图 1 所示： 器件的基本结构由波导和功能层（由下到上分为加热层、电极层、保护层、相变材料（硫系化合物）层）所构成。拟通过在当前流行的绝缘层上硅(SOI)光子平台上集成四氮化三硅光波导的方式实现器件的光学读取功能，即在非常厚的硅衬底层上生长一层绝缘层二氧化硅和波导层，然后在基片上通过光刻、显影、刻蚀等工艺制备四氮化三硅波导。功能层主要用于实现器件的电学写入功能。加热器层的主要用途是与相变材料层形成电接触，通过较小的接触面积使接触处的热量集中，从而可以在较小的电压或电流下使相变材料发生相变。因此需要加热器层具备较好的导热和导电性能，同时在近 C 波段具有较低的光损耗，可采用石墨烯。电极层可用于提供相变材料器件单元所需要的编程电脉冲。当前拟采用硒掺杂的相变材料合金（如 GSST）作为器件的核心功能层的相变材料。该材料在通信/非通信波段显示了极低的光损耗和更高的品质因数，且相变前后在通信 C 波段具有足够大的光学常数反差，可在更恶劣的高温环境下进行操作，适用于硅基光子器件应用。 采用的主要技术手段包括： ① 依托于相变材料的电致和光致相变特性，通过电学编程、光学读取的方法实现器件的存储、算术运算和逻辑运算功能：  存储功能的实现：拟利用相变材料晶态低透过率和非晶态高透过率分别代表二进制中的‘1’和‘0’，实现数据存储（编程）功能。例如在电极两端施加合适的电脉冲，所产生电流流经加热层时，生成的热量主要集中在加热层和相变材料层接触处，使得接触处的相变材料发生相变，实现存储功能。在完成上述编程操作后，从器件波导输入端输入读取连续光。由于相变材料功能层对光强的吸收能力在编程和非编程区域间存在着显著的差异，因此当输入光经过波导后，其能量会因为相变材料编程区域的吸收而发生改变，进而显著改变输出光强能量。所以通过测量输入输出光强的能量之比（即透过率），可实现对先前编程区域的读取。  算术和逻辑功能的实现：通过调整编程电脉冲的幅度和宽度可以动态调控相变材料的相变程度，使得器件的中间透过率值可用于代表不同的数值，实现多级存储功能。所以拟采用输入脉冲数量对应加数的方法实现标量加法计算。同时由于所设计器件的读取连续光输出功率可视为读取连续光输入功率和器件透过率的乘积，因此可采用将输入功率和透过率作为被乘数和乘数的方法实现基本乘法运算。除此之外还可以将器件功能层的初始状态设置为非晶相，把晶化脉冲幅值和不足以产生晶化的脉冲幅值分别作为输入逻辑‘1’和‘0’；同时设定一个判定阈值并与编程后器件透过率的变化率进行对比，把高于和低于阈值的透过率变化率分别作为输出逻辑 ‘1’和‘0’；通过合理选择编程脉冲有望实现各种逻辑功能输出。 ② 基于器件透射率可调特性验证其实现神经突触的可行性。并依托所设计人工突触构建人工神经网络芯片，实现图像、语音和文本识别功能：  突触可塑性是大脑记忆和学习的神经生物学基础，也是人工类脑器件需要实现的首要功能。为实现突触可塑性，拟把相变材料和波导之间的耦合区域视为仿生神经突触，左右两端电极分别代表突触前和突触后，分别施加在两端电极上的电脉冲则作为突触前和突触后刺激。通过调节从左右两端电极输入耦合区域的电脉冲时间差对耦合区域的光透过率进行连续调控，进而依托于上述存算理论模型和实物器件仿真和实验实现仿生神经突触的脉冲时序依赖可塑性（Spike-Timing-Dependent-Plasticity, STDP)。  将不同波长的光脉冲序列输入所设计的突触单元, 经过相变材料的作用，脉冲强度发生变化，对应于乘法器。进而借助于微环结构，将不同波长的脉冲导入进同一波导中，该功能类似加法器。相加后的脉冲光强较小时，读取光与微环发生共振，在输出端口没有光强输出。当光强达到一定的阈值后，读取信号不再和微环发生共振，而是传播到输出端口。这一过程类似神经元脉冲信号的激发，实现了非线性激活函数的功能。利用上述的单个神经元结构，验证其监督式机器学习和非监督式机器学习。对于监督式机器学习，权重的数值通过外部管理器设置；对于非监督式机器学习，不再需要外部管理器来设置权重值，而是通过输出光脉冲进行反馈控制，调整权重值。在单个神经元结构的基础上，更复杂的光学脉冲神经网络结构，证明该结构的可扩展性。拟设计的神经网络中的每一层结构包括三个功能单元，即收集器、分发器和神经突触结构。收集器将上一层不同波长的光脉冲信号收集到同一根波导中，分发器将光脉冲分发给多个神经元，神经突触结构则产生光脉冲信号，输入给下一层结构。基于上述结构实现图片、语音和文本的识别。 创新性分析：①首次研究了一款基于“电学编程、光学读取”模式的光电混合存算一体化器件。与传统电学存算一体化器件相比,拟研发的器件可以进行长距离的信息传输，具有传输带宽高、信号间延迟低、损耗低、抗干扰、集成密度高等优点。②采用硒(Se)掺杂的相变材料作为存算一体化器件的核心功能材料。与采用其他相变材料的存算一体器件相比，以硒参杂的相变材料作为功能材料的存算一体器件有望展现出极低的光损耗。③提出了一种基于“电学脉冲刺激、光学权重调节”的人工神经突触。该突触器件有望成为未来通用型人工神经突触，填补了光电混合型人工突触的技术空白。 先进性分析：①所提出的光电混合工作模式使得该存算一体化器件不但具有传统集成电路的高密度特性，且兼具光通信技术的宽频带、低延迟、抗干扰的优越性能。②所采用硒参杂的相变材料不但继承了传统材料具有的快速相变转化速度、低功耗和稳定性强等特性，且本身在通信波段非晶态透明的同时还保持了相变前后足够大的光学性能差异的特点。③所设计的突触继承了人工电子突触和全光突触的优点，具有高集成度、低功耗、超快响应时间、稳定性强等优点。 独占性分析：根据已取得成果正在撰写专利，以获得该关键技术的独有权。 

本实用新型公开了一种填充高温相变材料的自热型重整制氢反应器。该自热型重整制氢反应器从上至下依次由上表面设有甲醇水蒸气重整反应物进口管和甲醇催化燃烧反应物进口管的上盖板、石墨垫片、上蒸发板、石墨垫片、下蒸发板、石墨垫片、下表面填充有高温相变材料的甲醇重整制氢吸热板、密封板、石墨垫片、下表面填充有高温相变材料的甲醇催化燃烧板、石墨垫片和下表面设有燃烧尾气出口管和燃烧尾气出口管的下盖板层叠而成。本实用新型利用高温相变材料的相变潜热，有效提高自热反应器的热稳定性，减少反应器内部的温度梯度与反应器工作时的温度波动，抑制由反应器过热造成的催化剂活性下降与脱落，提高反应器的热效率与甲醇转换率。

针对现有血液净化材料的血液相容性不理想、临床使用时需不断加入抗凝剂这一 问题，提出类肝素自抗凝血的全新思路和方法，实现了聚醚砜表面类肝素化，从而提高其血液相容性，设计研发的类肝素抗凝膜及体外抗凝装置,拓展了血液吸附材料在尿毒症以外的多种疾病中应用。 此外，国产品牌血液透析器生产线现已投产，其性能完全媲美进口高价的FILATECH生产线,降低了国产透析器的生产成本，迫使国外血液透析器产品连续几次大幅度降低价格，从20多年前的每个透析器上千元人民币降低到目前的120元人民币左右，极大程度地降低了医疗成本和治疗费用，使我国肾衰竭患者的治疗率不断提升。在此基础上实现第二代(高通量)血液透析器产业化，累计销售量800余万支，直接经济效益达13.1亿元，打破了国外垄断。在国家重点研发计划支持下，现已研发出便携式人工肾的第一代原型机，并正推进新一代佩戴式人工肾所需要材料和关键加工技术研发及产业化。 高通量聚醚砜中空纤维膜血液透析器 血液透析是一种有效治疗肾衰竭的医疗手段并已广泛应用于临床治疗。采用“相转化”原理，利用“干喷湿纺”的纺丝工艺纺制出具有类肝素结构及良好血液相容性的聚醚砜中空纤维膜并成功实现了透析器产品的国产化与规模化；临床治疗效果显著，安全性高。从原料、生产设备、关键工艺技术到透析器产业链国产化等方面突破了目前领域的卡脖子问题，降低生产成本并推动了国产血液透析器行业的发展与转变。 中空纤维膜血液透析器 原材料   提出类肝素结构血液净化膜概念 研制出优异血液相容性的聚醚砜中空纤维膜

项目成果/简介: 针对现有血液净化材料的血液相容性不理想、临床使用时需不断加入抗凝剂这一 问题，提出类肝素自抗凝血的全新思路和方法，实现了聚醚砜表面类肝素化，从而提高其血液相容性，设计研发的类肝素抗凝膜及体外抗凝装置,拓展了血液吸附材料在尿毒症以外的多种疾病中应用。 此外，国产品牌血液透析器生产线现已投产，其性能完全媲美进口高价的FILATECH生产线,降低了国产透析器的生产成本，迫使国外血液透析器产品连续几次大幅度降低价格，从20多年前的每个透析器上千元人民币降低到目前的120元人民币左右，极大程度地降低了医疗成本和治疗费用，使我国肾衰竭患者的治疗率不断提升。在此基础上实现第二代(高通量)血液透析器产业化，累计销售量800余万支，直接经济效益达13.1亿元，打破了国外垄断。在国家重点研发计划支持下，现已研发出便携式人工肾的第一代原型机，并正推进新一代佩戴式人工肾所需要材料和关键加工技术研发及产业化。 高通量聚醚砜中空纤维膜血液透析器 血液透析是一种有效治疗肾衰竭的医疗手段并已广泛应用于临床治疗。采用“相转化”原理，利用“干喷湿纺”的纺丝工艺纺制出具有类肝素结构及良好血液相容性的聚醚砜中空纤维膜并成功实现了透析器产品的国产化与规模化；临床治疗效果显著，安全性高。从原料、生产设备、关键工艺技术到透析器产业链国产化等方面突破了目前领域的卡脖子问题，降低生产成本并推动了国产血液透析器行业的发展与转变。中空纤维膜血液透析器 原材料  提出类肝素结构血液净化膜概念 研制出优异血液相容性的聚醚砜中空纤维膜知识产权类型:发明专利技术先进程度:达到国际先进水平成果获得方式:独立研究

本发明所涉及的环氧树脂纳米复合材料用多功能碳纳米管，适用于所有高性能复合 材料领域。由于本发明所涉及的碳纳米管具有增强、分散、界面粘结、固化等多种功能， 由其制得的碳纳米管／环氧树脂复合材料具有碳纳米管本身的高强度、高模量、良好的 韧性、低密度、导电等优点，可广泛应用于各种先进材料领域，市场前景十分可观。该 多功能碳纳米管是固态材料，储存和运输十分方便；并且本身具有了良好的分散性和界 面粘结性能，操作工艺简单，相对降低了生产成本。因而，本发明为高性能纳米复合材 料的工业化生产提供了新的途径

青岛科技大学先进电工材料研究院是学校从事高压绝缘与电工材料科研机构，由我国著名电气绝缘专家、中国工程院院士雷清泉教授担任院长。研究院是山东省高压绝缘与电工材料专业委员会挂靠单位，现有教职员工20余人，中国工程院院士1人、山东省专业技术拔尖人才1人、泰山学者青年专家1人;教授3人，副教授5人。目前围绕电力和能源形成了以下几个特色研究方向:高压直流电缆材料研发及应用、高压直流电缆附件硅橡胶材料研发及应用、特高压设备环氧树脂材料开发及应用、动车组车顶高压设备绝缘关键技术及应用、极端环境下绝缘材料与绝缘技术。先进电工材料研究院具备开展电工绝缘材料性能测试和研究的先进实验平台，拥有介电阻抗--热激电流综合分析仪、C3型固体介质空间电荷测试系统、真空沿面闪络测试系统、交/直流击穿测试系统、表面电位衰减测试系统、电流变仪、扫描电镜、真空型红外光谱仪等大型仪器，科研仪器设备总值1200万元。建有材料制备与化学合成、材料加工、电气性能测试、微观结构表征等专业实验室，处于国内电工材料领域研究先进水平。近几年团队围绕制约超/特高压设备发展的绝缘材料卡脖子问题，不断加强与全球能源互联网研究院、南方电网科研院、山东电科院、浙江电科院，以及特变电工、中天科技等一线科研院所和制造企业的交流和合作，在高压直流电缆绝缘材料、半导电屏蔽材料、高压电缆附件硅橡胶材料和新型电工绝缘材料等方面取得了突破性进展。基于团队前期电工绝缘材料的研究基础和研究特色，本次拟在特高压设备用增强型环氧树脂体系开发及应用关键技术（96)、特高压绝缘子用特种硅橡胶材料开发及应用技术（98）两个方面开展产学研合作。技术分析(1）高压直流电缆绝缘料及半导电屏蔽材料开发及评价方法:团队针对高压直流电缆电荷积聚问题，突破对其传统认识，于2017年首次提出半导电屏蔽层电荷发射评价方法。近两年申请国际/国家专利10余项，其中国际发明专利3项（获“青岛市PCT专利创造资助资金”资助)。该成果对于不断发展和深入研究半导电屏蔽料具有重要的科学意义和工程价值，可为我国绝缘料、半导电屏蔽料的性能提升和国产化提供理论指导。(2）高压电缆附件硅橡胶材料配方研究及评价方法:与全球能源互联网研究院合作开展土500 kV柔性高压直流电缆附件制备关键技术研究，研究了500 kV高压直流电缆附件硅橡胶材料的配方，以及硅橡胶与电缆主绝缘的界面匹配特性;建立了基于矩形图法的双层绝缘介质界面电荷评估方法。该成果用于指导500 kV柔性高压直流电缆附件材料选型及界面电荷评估。(3）新型电工绝缘材料研究:雷清泉教授于2017年在国际上首次提出了一种新型超电绝缘体结构原型——维氧化铝纳元胞，研究成果发表在纳米能源材料领域的顶尖学术刊物NanoEnergy 上。该成果对传统电介质击穿理论、材料结构形态研究及制造工艺将会产生根本性变革，对现代高端电缆制造及特/超高压输变电领域具有重要的意义和潜在的应用价值。(4）高导热绝缘环氧树脂材料研究。研究院郝春成教授开展了高导热绝缘环氧树脂研究，通过改性提高环氧树脂的耐击穿电压、导热性能，改善了力学性能，可用于特高压设备绝缘体系。

项目组围绕航空航天领域对高性能树脂及先进结构/功能一体化复合材料的迫切需求，在国家重点项目支持下，从分子结构出发，发明了三种含芳杂环结构的新型双马单体，在国际上创制了服役温度介于280～350℃可调控的系列耐高温双马树脂，比国内外同类产品高40～114℃；发明了优化复合材料界面结构与性能的在线低温等离子体调控技术，其高性能有机纤维复合材

随着科技的不断发展，笨重的阴极射线管(CRT)显示器越来越不能满足需求。而液晶显示器(LCD)则因具有能耗低、重量轻、超薄、图像柔和等一系列突出的性能得到了迅猛发展。 液晶材料是液晶显示器的核心材料之一，它赋予液晶显示器各种优良的性能。国内高档液晶材料主要被大日本油墨化学工业株式会社、日本Chisso公司、德国Merck公司垄断。目前，国内只有几家企业能批量生产中低档液晶材料，尚无厂家